Устойчивость к антибиотикам бактерий: Устойчивость к противомикробным препаратам

Содержание

Устойчивость бактерий к антибиотикам стала мировой проблемой — Российская газета

В некоторых недавних публикациях отмечается, что искусственная вентиляция легких (ИВЛ) спасает жизнь больным с тяжелой формой коронавирусной пневмонии, но угроза бактериальных осложнений при этом неизбежна. И значительная часть пациентов (в разных источниках упоминаются цифры от 30 до 65 процентов) погибает от присоединившейся бактериальной инфекции, поскольку все имеющиеся в распоряжении врачей антибиотики с ней не справляются.

Почему с каждым годом все острее становится проблема устойчивости бактерий к антибиотикам, «РГ» рассказал ректор Смоленского государственного медицинского института, главный внештатный специалист Минздрава РФ по клинической микробиологии и антимикробной резистентности, член-корреспондент РАН Роман Козлов.

Роман Сергеевич, действительно ли этим пациентам не помогают все имеющиеся в распоряжении врачей антибиотики?

Роман Козлов: Это не совсем так. Если тяжесть состояния пациента действительно обусловлена присоединением бактериальной инфекции, своевременное назначение адекватной антибиотикотерапии высокоэффективно. Подчеркиваю — именно своевременное и адекватное. Но в ряде лечебных учреждений ситуация осложняется тем, что недоступна современная микробиологическая диагностика. Где-то ее и раньше не было. А где-то она стала недоступной из-за того, что клинический материал с накоплением возбудителя от пациентов с COVID-19 может исследоваться только в лабораториях, лицензированных для работы с микроорганизмами 2-й группы патогенности (вирус SARS-CoV2 отнесен ко 2-й группе патогенности), а у большинства лабораторий такого допуска нет. Поэтому подбирать антибиотики приходится эмпирически.

В этих условиях критически важным является наличие достоверных данных о резистентности основных возбудителей к антибиотикам в конкретном регионе. Этими исследованиями занимается наш университет и функционирующий на его базе Федеральный центр мониторинга резистентности к антимикробным препаратам. Эти данные по нашей стране можно найти на ресурсе «Карта антибиотикорезистентности России» https://amrmap.ru/.

И это действительно огромная проблема современной медицины, в том числе и отечественной.

Значит, нужны совсем новые антибиотики?

Роман Козлов: Нужны не только новые антибиотики, активные в отношении резистентных микроорганизмов, но и современная микробиологическая диагностика, позволяющая быстро и качественно выявить возбудитель инфекции и определить, к каким антибиотикам он сохраняет чувствительность. Причем даже появление новых антибиотиков ни в коей мере не снизит роль микробиологической диагностики. Совсем наоборот. Ни один из разрабатываемых в настоящее время препаратов не решит кардинально все проблемы антибиотикорезистентности. И если где-то кто-то скажет, что такой препарат изобретен, — не верьте! Новые антибиотики — это очень дорогие лекарства, поэтому некачественная диагностика приведет не только к неэффективности лечения, но и к существенным экономическим потерям.

Нужны не только новые антибиотики, но и современная микробиологическая диагностика

Чем вызывается столь быстрый рост лекарственной устойчивости — неконтролируемым приемом антибиотиков населением или неправильным их применением в лечебной практике?

Роман Козлов: К сожалению, оба ответа будут верны. Поэтому и действовать нужно комплексно, особенно в сфере образования — как медицинских специалистов, так и населения в целом. Однако жесткие ограничительные меры, штрафы, наказания не смогут коренным образом изменить ситуацию. Образование и еще раз образование! Люди должны понимать, как следует поступать правильно, и почему именно так. Только в этом случае мы можем рассчитывать на успех. С этим связана подготовка и создание совершенно новой врачебной специальности — «Медицинская микробиология», профессиональный стандарт по которой сейчас находится на заключительных стадиях обсуждения.

Все ли антибактериальные препараты, имеющиеся на мировом фармрынке, доступны в нашей стране?

Роман Козлов: К глубокому сожалению, пока нет. В США и странах Европы уже зарегистрирован целый ряд антибиотиков, на данный момент недоступных в нашей стране. Некоторые из них были бы сейчас чрезвычайно полезны. В чем тут проблема? Новые препараты не могут быть дешевыми, а ниша для применения новых антимикробных препаратов относительно невелика и требует наличия качественной микробиологической диагностики. Существующие модели здравоохранения во всех странах пока не могут обеспечить достаточный объем финансирования применения новых антибиотиков. Видимо, пришло время переосмыслить наше отношение к антимикробной терапии. Фактически лечение инфекций должно выглядеть примерно так же, как это уже сейчас происходит в онкологии — целевая терапия (в большинстве случаев очень недешевая), основанная на современной микробиологической диагностике. Другого пути просто не существует.

Какие подходы к решению этой проблемы существуют, помимо антибиотиков? Были надежды на применение молекул-бактериофагов — оправдались ли они?

Роман Козлов: Другие методы лечения бактериальных инфекций есть, но в ближайшее время они никак не смогут заменить антибиотики. Упоминания, на мой взгляд, заслуживают три «альтернативных» направления.

Начнем, конечно, с бактериофагов. На первый взгляд, эти вирусы, избирательно поражающие бактерии, выглядят крайне привлекательно как метод лечения инфекций. Но в реальности, во-первых, не существует универсально активных бактериофагов, то есть всегда существуют клоны микроорганизмов, мало восприимчивые к отдельно взятым фагам. Более того, микроорганизмы могут приобретать устойчивость к бактериофагам даже быстрее и легче, чем к антибиотикам. Проводившиеся ранее исследования не соответствуют современным стандартам клинических испытаний, в связи с чем доказательная база по клинической эффективности бактериофагов крайне недостаточна. Хотя, безусловно, в будущем бактериофаги могут стать одной из опций для терапии инфекций. Правда, скорее всего, в основном хронических, когда есть время выделить возбудитель инфекции и подобрать активный «фаговый коктейль».

А какие еще направления перспективны?

Роман Козлов: Еще одна возможная альтернатива антибиотикам — это моноклональные антитела, специфичные для конкретных возбудителей или их токсинов. Несколько таких препаратов находятся на различных стадиях клинических исследований. Но они не смогут заменить «классические» антибиотики. Кроме того, стоимость моноклональных антител также будет очень высокой.

И, наконец, группа препаратов, на настоящий момент представленная только одним продуктом, который находится на стадии клинических испытаний. Это липосомы (искусственно созданные микроскопические пузырьки, которые состоят из одного или нескольких слоев, разделенных между собой водной фазой, по своей структуре похожи на мембраны клеток. — Ред.). Фрагменты их стенок имитируют мишени бактериальных токсинов и, соответственно, эти токсины связывают. Но и этот препарат — не замена «классическим» антибиотикам, а дополнение к ним.

Можно ли сказать, что сокращение неконтролируемого приема антибиотиков существенно улучшит ситуацию?

Роман Козлов: Могу ответить: и да, и нет. Удручает то, что мировое сообщество, уже давно понимая вред неконтролируемого применения антибиотиков, так и не предприняло достаточных усилий для контроля ситуации. Конечно, если мы действительно серьезно, а не формально возьмемся за решение этой проблемы, ситуация улучшится. Но для этого нужны осознанные комплексные меры, включающие образование, повышение уровня микробиологической диагностики и инфекционного контроля, обеспечения современными антибиотиками. Все это, естественно, требует иного уровня финансирования. Но без этого улучшить ситуацию вряд ли возможно.

Инфографика «РГ» / Антон Переплетчиков / Татьяна Батенева

К 2050 г. более 10 миллионов человек будут умирать ежегодно из-за устойчивости к противомикробным препаратам, если не предпринять меры

2.12.2020

Скачать (840 Кб)

Проблема устойчивости микроорганизмов к противомикробным препаратам, включая антибиотики, сегодня имеет глобальный масштаб и «ставит под угрозу столетний прогресс в области здравоохранения и достижение Целей в области устойчивого развития»[1]. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила устойчивость бактерий в список 10-и наиболее серьезных угроз человечеству[2].

Сегодня 700 тысяч человек на планете ежегодно умирают из-за устойчивости к антибактериальным препаратам, и по оценкам экспертов, к 2050 г., количество смертей от антибиотикорезистентности может увеличиться до 10 миллионов, из них – 2,4 миллиона – в странах с высоким уровнем развития[3].

Проблема осложняется тем, что все меньше новых инновационных препаратов для борьбы с наиболее опасными и резистентными патогенами появляется на рынке. В 2017 году ВОЗ разработала список приоритетных патогенов, призванный служить ориентиром для проведения научных исследований и разработки новых противомикробных препаратов. В 2019 году, по данным ВОЗ, в стадии разработок было только 32 препарата, которые направлены на борьбу с наиболее опасными патогенами (первого приоритета по классификации ВОЗ), и только 6 из них были признаны инновационными[2].

Компания MSD стала одной из первых, начавшей массовое производство пенициллина. Помимо этого, компания сыграла значительную роль в разработке стрептомицина, первого эффективного антибиотика для лечения туберкулеза. Сегодня MSD реализует более 15 клинических исследований в области бактериальных инфекций и поддерживает более 40 научных программ по рациональному использованию противомикробных препаратов по всему миру. В настоящий момент в портфеле компании — 4 инновационных антибиотика для борьбы с резистентностью бактерий.

Наибольшая опасность — во внутрибольничных инфекциях

В России ежегодно фиксируется до 2,3 млн случаев внутрибольничных инфекций[4]. В их лечении проблема резистентности бактерий выходит на первый план. Среди наиболее распространенных — нозокомиальная (внутрибольничная) пневмония, интраабдоминальные инфекции (брюшной полости), инфекции мочевых путей. Затраты на антибактериальную терапию составляют более 30% бюджета медицинских организаций[5]. В 2017 году ВОЗ опубликовала список бактерий, для борьбы с которыми требуется создание новых антибиотиков. В список из 12 инфекций, к приоритетной группе отнесены Pseudomonas aeruginosa – синегнойная палочка, Enterobacterales – энтеробактерии, Acinetobacter – ацинетобактер[6].

Из-за широкой распространенности возбудителей внутрибольничных инфекций с множественной устойчивостью к антибиотикам эффективность антибактериальной терапии снижается[4]. Около 50% пациентов отделений реанимации имеют инфекции, половина из которых – внутрибольничные. Инфекции увеличивают риск смерти в отделениях реанимации в 2,5 раза[4].

Ссылки:

1. https://www.who.int/docs/default-source/documents/no-time-to-wait-securing-the-future-from-drug-resistant-infections-en.pdf?sfvrsn=5b424d7_6

2. https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/antimicrobial-resistance

3. https://amr-review.org/sites/default/files/160518_Final%20paper_with%20cover.pdf

4. http://antimicrob.net/wp-content/uploads/Statya-YERGINI_osnovnaya-publikaciya.pdf

5. http://static.government.ru/media/files/onJ3GY3ObDGqLDvrED7AhpLF3ywRRFpp.pdf

6. https://www.who.int/ru/news-room/detail/27-02-2017-who-publishes-list-of-bacteria-for-which-new-antibiotics-are-urgently-needed

О компании MSD

Более 125 лет компания MSD создает и производит лекарственные препараты и вакцины для профилактики и лечения опасных заболеваний в мире, реализуя свою миссию по спасению и улучшению жизни людей. MSD – это фирменное наименование компании Merck & Co. Inc., штаб-квартира которой находится в Кенилворте, штат Нью-Джерси, США. Мы реализуем и поддерживаем стратегии, программы и партнерские проекты, которые способствуют повышению доступа пациентов к нашим лекарственным препаратам. Сегодня MSD продолжает оставаться первопроходцем в исследованиях по профилактике и лечению заболеваний, которые угрожают жизни людей и животных, включая онкологические и инфекционные заболевания, такие как ВИЧ-инфекция и лихорадка Эбола. Мы стремимся быть ведущей мировой биофармацевтической компанией, ориентированной на научные достижения. Для получения дополнительной информации вы можете посетить наш сайт: www.msd.ru или связаться с нами в Twitter, Facebook, Instagram, YouTube и LinkedIn.

Мурашко назвал устойчивость бактерий к антибиотикам фактором биологической угрозы — Общество

МОСКВА, 29 апреля. /ТАСС/. Антимикробная резистентность (устойчивость бактерий к антибиотикам) в России на законодательном уровне рассматривается как фактор биологической угрозы, большой вклад в ухудшение ситуации внесла пандемия новой коронавирусной инфекции. Об этом в четверг заявил министр здравоохранения РФ Михаил Мурашко.

«2020 и 2021 годы во всем мире стали годами проверки на прочность мер, применяемых в борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам. Широкое применение, а подчас и нецелевой прием антибиотиков и противовирусных препаратов во время пандемии оказал свое влияние на ситуацию. Всем нам теперь придется говорить и об устойчивости к противомикробным препаратам, и, возможно, к противовирусным в связи с «ускользанием» штаммов от некоторых препаратов. И только комплексный анализ уроков пандемии позволит оценить масштабы последствий. В РФ на законодательном уровне антимикробная резистентность рассматривается как фактор биологической угрозы», — сказал он в ходе интерактивного диалога высокого уровня Генеральной Ассамблеи ООН по вопросам устойчивости к противомикробным препаратам.

Министр отметил, что сегодня мировое сообщество объединяет усилия, направленные на противодействие распространения антимикробной резистентности. Россия в том числе принимает целый комплекс мер, направленных на защиту населения и окружающей среды: с 2017 года реализуется «Стратегия предупреждения распространения антимикробной резистентности в РФ на период до 2030 года», с 2016 года в стране функционирует сотрудничающий центр Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по укреплению потенциала в сфере эпиднадзора и исследований антимикробной резистентности, также была разработана онлайн-платформа «Карта антибиотикорезистентности», которая анализирует и визуализирует данные о чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам и другое.

«В настоящее время государственная политика России направлена на поддержку исследований и разработку новых противомикробных и альтернативных препаратов, которые в будущем станут полноценной заменой антибиотикам. Пандемия COVID-19 ускорила разработку средств лечения и профилактики инфекционных заболеваний. И вакцина от COVID-19 стала одним из таких средств. Полагаю, что в дальнейшем именно вакцины могут стать и одним из основных средств против антимикробной резистентности. Доступность вакцинации и широкая иммунизация населения от инфекционных заболеваний эпидемического характера позволят ограничить необходимость применения антибиотиков, противовирусных и ряда других лекарственных препаратов», — заявил Мурашко.

Он также добавил, что Россия активно взаимодействует с мировым сообществом как в рамках двустороннего сотрудничества, так и в рамках таких международных объединений.

Доклад ВОЗ: новые антибиотики не решают проблему резистентности

«Неспособность разрабатывать, производить и распространять новые, эффективные антибиотики усугубляет проблему устойчивости к противомикробным препаратам и ставит под угрозу нашу способность успешно лечить бактериальные инфекции», – говорит д-р Ханан Балхи, помощница Генерального директора ВОЗ. 

Почти все новые антибиотики, которые появились на рынке в последние десятилетия, подчеркивают эксперты ВОЗ, — это лишь разновидности тех классов противомикробных препаратов, которые были открыты к 1980-м годам.  По прогнозам, устойчивость к новым антибактериальным средствам возникнет в кратчайшие сроки. 

Устойчивость к антибиотикам, или, как ее еще называют, противомикробная резистентность, представляет наибольшую опасность для новорожденных младенцев и маленьких детей, отмечают специалисты. 

Бактериальная пневмония и инфекции кровотока – среди главных причин детской смертности в возрастной группе до 5 лет. Примерно 30 процентов новорожденных, у которых развивается сепсис, умирают из-за бактериальных инфекций, устойчивых к антибиотикам первого ряда. 

Читайте также К 2050 году устойчивые к антибиотикам инфекции будут уносить 10 миллионов жизней ежегодно

Авторы доклада отмечают, что на сегодняшний день существует несколько многообещающих препаратов, находящихся на разных стадиях разработки. Однако из-за трудностей экономического характера, а также научных проблем в ходе разработки лишь часть из них в итоге попадет на рынок. 

Специалисты также указывают на невысокую окупаемость инвестиций в противомикробные препараты и, как следствие, ограниченный интерес со стороны крупных частных инвесторов и фармацевтических компаний. 

Эксперты ВОЗ сообщают, что большинство новых антибиотиков разрабатывают в Европе, на втором месте по числу разработок – Северная и Южная Америка. На третьем месте – Западно-Тихоокеанский регион, на четвертом – регион Юго-Восточной Азии.  

Среди тех, кто участвовал в подготовке доклада, – Роман Козлов, ректор Смоленского государственного медицинского университета, руководитель центра ВОЗ по укреплению потенциала в сфере исследований антимикробной резистентности. Он предоставил данные по соответствующим исследованиям в России.  

Пандемия – напоминание о необходимости инвестиций в разработку новых антибиотиков 

После того, как в мире начал стремительно распространяться коронавирус, появилось более четкое понимание того, к каким серьезным последствиям могут вести неконтролируемые пандемии такого масштаба и как важно инвестировать необходимые средства в разработку противомикробных препаратов и вакцин. 

Кроме того, подчеркивают в ВОЗ, в ходе борьбы с пандемией COVID-19 стало ясно, что при наличии политической воли в этой сфере можно достичь существенного прогресса. 

«Мы должны использовать возможности, возникшие в связи с пандемией COVID-19, и добиться инвестиций в исследования и разработку новых, эффективных антибиотиков», – сказал представитель ВОЗ Хейлиесус Гетахун,  

«Антибиотики – это ахиллесова пята общественного здравоохранения и глобальной безопасности в этой сфере. Необходимы совместные усилия, в том числе механизмы объединенного финансирования, а также дополнительные инвестиции», – добавил он. 

Анализ на чувствительность к бактериофагам

Бактериофаги – уникальные микроорганизмы. Их антибактериальная активность достигается внедрением в клетку возбудителя, последующим размножением и распадом бактерии. Для лечения бактериальных заболеваний могут применяться либо антибиотики, либо бактериофаги, либо проводят совместную терапию. В каких случаях необходимо назначать антибиотики, а когда – бактериофаги? Все ответы в нашей статье.

Зачем делать анализ

Одна из ключевых проблем, послужившая развитию антибиотикорезистентности бактерий, – неправильное применение антибиотиков или противомикробных препаратов.

Когда к врачу обращается пациент с острым течением заболевания, антибиотики в большинстве случаев назначают сразу, без предварительного определения чувствительности возбудителя.

Специалист назначает антибиотик исходя из собственного опыта, учитывая рекомендации по активности препарата в отношении бактерий, наиболее часто вызывающих данное заболевание. Выбор антибиотика зачастую продиктован клинической ситуацией: необходимо устранить острые симптомы воспаления, что возможно только при ликвидации микроорганизма как причины, его вызывающей. Одновременно с назначением антибиотика врач направляет на анализ по определению чувствительности возбудителя к антибактериальным препаратам и бактериофагам. Результаты анализа обычно готовы в течение 3–4-х дней.

Если врач по каким-либо причинам не назначил анализ на чувствительность к антибиотикам и бактериофагам, вы можете сделать его по своему желанию в клинической лаборатории, где проводят такие тесты.

Важные требования к подбору антибактериального препарата на первом этапе: правильная дозировка, узкий спектр активности. Корректное назначение антибиотика определяет возможность формирования к нему устойчивости у бактерий. К сожалению, часто случается наоборот: некорректно назначенный препарат катализирует процесс мутаций у бактерий и формирует устойчивость их к антибиотикам.

Резистентность к противомикробным средствам – серьезная проблема, представляющая угрозу для здоровья людей во всех регионах нашей планеты. Однако появление микроорганизмов, стойких к антибиотикам, послужило толчком к активному изучению бактериофагов.

Бактериофаги в отличие от антибактериальных препаратов воздействуют только на возбудителя заболевания, не затрагивая нормальную флору человеческого организма. Препараты бактериофагов можно принимать в сочетании с другими антибактериальными средствами, что усиливает противобактериальный эффект и позволяет снизить дозу антибиотика.

Совместное назначение бактериофагов с противовирусными препаратами противопоказано.

Чтобы достичь нужного эффекта при лечении любым антибактериальным препаратом и препаратом бактериофага, необходимо пройти тест на чувствительность возбудителя.

Метод серийных разведений

Антибиотик в различных разведениях помещают в жидкую питательную среду (бульон) или агар, куда добавляют бактериальную суспензию. По наличию или отсутствию роста микроорганизмов в питательной среде оценивают эффективность антибиотика, определяют его минимальную подавляющую концентрацию.

Диско-диффузионный метод

В питательную среду с ранее внесенной бактериальной суспензией помещают бумажные диски с антибиотиками. Вследствие диффузии антибиотика происходит подавление роста микроорганизмов, и по диаметру зон задержки роста судят о чувствительности культуры.

Е-тест

Это полоска, на которую нанесен градиент концентрации антибиотика. Исследование проводят аналогично диско-диффузионному методу.

Метод слепого пятна

Классический тест на определение чувствительности к бактериофагам. В клинических лабораториях и на производстве применяют метод титрования. Выделенные из патологического содержимого бактерии засевают в питательную среду вместе с бактериофагом.

Появление стерильных округлых пятен говорит о лизисе (растворении клеток) бактерий с образованием колоний бактериофагов. Просветление среды (формирование прозрачных зон) подтверждает чувствительность бактерий к бактериофагу.

По спектру действия выделяют моновалентные бактериофаги, которые лизируют бактерии одного вида, и поливалентные – разрушающие бактерии нескольких видов.

Расшифровка результатов анализа

На бланке теста будут обозначения в виде букв R или S. R (Resistant) – резистентность бактерий к данному бактериофагу или антибиотику, S (Sensitive) – чувствительность возбудителя к препарату.

Если результат теста R, лечение данным фаговым препаратом неэффективно, S говорит о том, что бактериофаг или антибиотик можно назначать. Если возбудитель чувствителен к определенной группе антибиотиков и резистентен к бактериофагу, назначают антибактериальные препараты, и наоборот.

Тест на антибиотико- и фагочувствительность помогает определить, справится препарат с возбудителем инфекции или нет. Это важный показатель, на который ориентируются специалисты при выборе схемы лечения.

АО «НПО «Микроген» выпускает широкий спектр бактериофагов, что расширяет возможности фаготерапии и позволяет корректно подобрать препарат, к которому чувствительны патогенные бактерии.

Мурашко назвал устойчивость бактерий к антибиотикам фактором биологической угрозы

ФОТО: ROSZDRAVNADZOR.RU

Министр здравоохранения Михаил Мурашко в ходе интерактивного диалога высокого уровня Генассамблеи ООН по вопросам устойчивости к противомикробным препаратам заявил, что антимикробная резистентность в России на законодательном уровне рассматривается как фактор биологической угрозы. По его словам, большой вклад в ухудшение ситуации внесла пандемия коронавируса.

Глава ведомства отметил, что во всем мире последние два года стали периодом проверки на прочность мер, применяемых в борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам. «Широкое применение, а подчас и нецелевой прием антибиотиков и противовирусных препаратов во время пандемии оказал свое влияние на ситуацию. Всем нам теперь придется говорить и об устойчивости к противомикробным препаратам, и, возможно, к противовирусным в связи с „ускользанием“ штаммов от некоторых препаратов», — цитирует ТАСС его слова.

По его словам, сегодня мировое сообщество объединяет усилия, направленные на противодействие распространения антимикробной резистентности, в том числе Россия.

«В РФ на законодательном уровне антимикробная резистентность рассматривается как фактор биологической угрозы», — сказал Мурашко.

«В настоящее время государственная политика России направлена на поддержку исследований и разработку новых противомикробных и альтернативных препаратов, которые в будущем станут полноценной заменой антибиотикам. Пандемия COVID-19 ускорила разработку средств лечения и профилактики инфекционных заболеваний. И вакцина от коронавируса стала одним из таких средств», — отметил глава Минздрава.

Мурашко допустил, что в дальнейшем именно вакцины станут одним из основных средств против антимикробной резистентности. Доступность вакцинации и широкая иммунизация населения от инфекционных заболеваний позволят ограничить необходимость применения антибиотиков, противовирусных и ряда других лекарств, полагает он.

Бактерии научились приобретать устойчивость к антибиотикам в два шага

Движение двух фронтов бактериальных колоний навстречу друг другу. В центре концентрация антибиотика максимальная.

Michael Baym et al., Science

Микробиологи обнаружили, что резистентность бактерий к антибиотикам гораздо стремительнее развивается на фоне толерантности и находится с ней в тесной связи. Возможно, предотвращение развития толерантности способно решить проблему возникновения лекарственной устойчивости. Исследование опубликовано в журнале Science, кратко с его результатами можно ознакомиться в пресс-релизе Еврейского университета в Иерусалиме.

С самого первого применения пенициллина и до наших дней бактерии усердно эволюционируют в сторону невосприимчивости к антибиотикам, а ученые непрерывно придумывают, что этому противопоставить. К несчастью, пока человечество скорее проигрывает в этой борьбе.

К лекарственной устойчивости можно прийти разными путями — приобрести молекулярный насос, выкачивающий молекулы антибиотика из клетки, научиться заблаговременно разрушать их, переделать до неузнаваемости мишень, на которую направлено действие препарата или, например, подставить антибиотику «ложные цели», как это научился делать золотистый стафилококк. В любом случае, для человечества результат закономерен — снижение эффективности лекарств, а в конце концов — полная их бесполезность в пока еще некоторых случаях.

Известно, что для бактерий приобретение резистентности не единственный способ выживания — существует еще толерантность, подразумевающая «замирание» микроорганизма, при котором он не может расти и размножаться, но и не умирает. Попав в благоприятную среду, бактерии не сразу переходят к экспоненциальному росту — ему предшествует латентная фаза, когда микробы обживаются на новом месте. Некоторые антибиотики, например ампициллин, препятствуют строительству клеточной стенки бактерий, то есть действуют только в фазу активного роста. А значит микроорганизмам ради спасения не обязательно изобретать способы борьбы с лекарством — достаточно просто задержаться в латентной фазе и потом продолжить беззаботное существование. В основе обоих путей борьбы с антибиотиками лежат мутации, но толерантность позволяет лишь переждать неблагоприятные условия, а резистентность — справиться с ними раз и навсегда.

Единого мнения о том, как именно на эволюцию резистентности влияют толерантные штаммы, у научного сообщества до сих пор нет.

Чтобы разобраться в этом вопросе, ученые взяли кишечную палочку и устроили эволюцию в лабораторном масштабе. Для этого культуры помещали в питательную среду с высокой, но сопоставимой с терапевтическими дозами концентрацией ампициллина. Через 4,5 часа клетки возвращали в среду с небольшой, в сто раз меньшей, концентрацией антибиотика, где они восстанавливались и нарастали в течение ночи. Затем клетки ночной культуры снова высевали на среду с высокой концентрацией и повторяли цикл до тех пор, пока у бактерий не выработалась резистентность.


Эффект от возникших толерантных мутаций оценивали по проценту колоний, находившихся в латентной фазе дольше 4,5 часов, а эффект резистентных — по минимальной концентрации антибиотика, ингибирующей рост бактерий (МИК).

В результате, когда ученые добились резистентности, МИК оказалась по меньшей мере в семь раз выше по сравнению со значением для обычных популяций. Последующий геномный анализ устойчивых культур показал, что все они приобрели усиливающие экспрессию мутации промоторной области гена ampC, который кодирует разрушающий ампициллин фермент.

При дальнейшем анализе ученые обнаружили, что уже после 3-4 циклов эксперимента большинство бактерий даже на нормальной среде демонстрируют отложенный рост — ту самую задержку в латентной фазе. При этом свидетельствующая о развитии резистентности МИК начинает расти существенно позже — между 7 и 17 циклом. Не объясненным оставалось только как именно происходит переход между обычной популяцией и резистентной — через толерантную или напрямую.

Предлагаемый авторами механизм возникновения резистентной популяции на фоне толерантной. Обыкновенная популяция эволюционирует в толерантную (синяя стрелка), что способствует выживанию большего числа бактерий и служит опорой для развития резистентности (красная стрелка)

Генетический анализ показал, что обладатели резистентных мутаций в ampC несут также и мутации, приводящие к толерантности, причем последние появились раньше, а значит резистентность возникла на фоне толерантности. Более того, оказалось, что на ее фоне резистентность развивается гораздо быстрее. Причина, судя по всему, в том, что при таком цикличном протоколе возможность возникновения и закрепления мутаций зависит от двух ключевых моментов — вероятности возникновения мутации как таковой и вероятности того, что тот, у кого она возникла, пережил воздействие антибиотика. К тому же приводящие к толерантности мутации возникают чаще — хотя бы потому, что могут происходить во многих местах генома, в то время как резистентные ограничены зоной промотора гена ampC.

Вероятно, большее число толерантных особей создает потенциал, дающий преимущество для возникновения редких резистентных мутаций. Иными словами, толерантность способствует возникновению мутаций резистентности тем, что снижает вероятность потерять их. Ученые посчитали, что при выбранной схеме эксперимента переход от обычной популяции к резистентной напрямую, минуя толерантную, состоялся бы более чем через 100 циклов (против 17, наблюдавшихся в эксперименте).

В свете новых данных механизм приобретения полной резистентности представляется следующим образом — часто происходящие мутации приносят в популяцию толерантность, которая более чем на порядок увеличивает выживаемость, а следующие за ними более узконаправленные мутации в ampC существенно повышают МИК, увеличивая выживаемость еще сильнее. Особенно важно то, что происходит это даже при очень высоких концентрациях антибиотика — толерантность позволяет закрепиться частичной резистентности, которая затем легко переходит в полную.

В целом, значимая для развития резистентности роль толерантности открывает возможность использовать ее в разработке новых подходов лечения, препятствующих возникновению устойчивости.

Юрий Солюс

Бактерии, устойчивые к антибиотикам — Better Health Channel

Антибиотики используются для уничтожения бактерий, которые могут вызывать болезни. Они внесли большой вклад в здоровье человека. Многие болезни, которые когда-то убивали людей, теперь можно эффективно лечить с помощью антибиотиков. Однако некоторые бактерии стали устойчивыми к обычно используемым антибиотикам.

Бактерии, устойчивые к антибиотикам, — это бактерии, которые не контролируются или не уничтожаются антибиотиками. Они способны выживать и даже размножаться в присутствии антибиотика.Большинство бактерий, вызывающих инфекцию, могут стать устойчивыми, по крайней мере, к некоторым антибиотикам. Бактерии, устойчивые ко многим антибиотикам, известны как организмы с множественной устойчивостью (MRO).

Устойчивость к антибиотикам — серьезная проблема общественного здравоохранения. Это можно предотвратить, сведя к минимуму ненужное назначение и чрезмерное назначение антибиотиков, правильно используя назначенные антибиотики, а также соблюдая правила гигиены и инфекционного контроля.

Некоторые бактерии обладают естественной устойчивостью к некоторым антибиотикам. Например, бензилпенициллин очень мало влияет на большинство организмов, обнаруженных в пищеварительной системе человека (кишечнике).

Бактерии, устойчивые к антибиотикам

У некоторых бактерий выработалась устойчивость к антибиотикам, которые когда-то обычно использовались для их лечения. Например, золотистый стафилококк («золотой стафилококк» или MRSA) и Neisseria gonorrhoeae (причина гонореи) теперь почти всегда устойчивы к бензилпенициллину. В прошлом эти инфекции обычно контролировались пенициллином.

Самая серьезная проблема, связанная с устойчивостью к антибиотикам, заключается в том, что некоторые бактерии стали устойчивыми почти ко всем легкодоступным антибиотикам.Эти бактерии могут вызывать серьезные заболевания, и это серьезная проблема общественного здравоохранения. Важными примерами являются:

  • метициллин-устойчивый золотистый стафилококк (MRSA)
  • ванкомицин-устойчивый энтерококк (VRE)
  • микобактерии туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ-ТБ)
  • устойчивые к карбапенемам бактерии Enterobacteriaceae (CRE) g

Способы предотвращения устойчивости к антибиотикам

Наиболее важными способами предотвращения устойчивости к антибиотикам являются:

  • Сведение к минимуму ненужных и чрезмерных назначений антибиотиков.Это происходит, когда люди ожидают, что врачи пропишут антибиотики при вирусном заболевании (антибиотики не действуют против вирусов) или когда антибиотики прописаны при состояниях, для которых они не требуются.
  • Завершите полный курс любого прописанного антибиотика, чтобы он был полностью эффективным и не имел резистентности к размножению.
  • Соблюдайте правила гигиены, такие как мытье рук, и используйте соответствующие процедуры инфекционного контроля.

Передача устойчивых к антибиотикам бактерий в больницах

Распространенные способы передачи бактерий от человека к человеку включают:

  • контакт с зараженными руками персонала больницы
  • контакт с загрязненными поверхностями, такими как дверные ручки, чрезмерное проникновение прикроватные столики и звонки
  • контакт с зараженным оборудованием, таким как стетоскопы и манжеты для измерения кровяного давления.

Инфекционный контроль в больницах

Стандартные меры предосторожности в больницах — это методы работы, которые обеспечивают базовый уровень инфекционного контроля для оказания помощи всем людям, независимо от их диагноза или предполагаемого инфекционного статуса.

Эти меры предосторожности должны соблюдаться во всех больницах и медицинских учреждениях и включают:

  • соблюдение правил личной гигиены, например мытье рук до и после контакта с пациентом и надлежащее использование растворов для протирания рук на спиртовой основе.
  • использование барьерного оборудования. такие как перчатки, халаты, маски и очки.

Применение стандартных мер предосторожности сводит к минимуму риск передачи инфекции от человека к человеку даже в ситуациях повышенного риска.

Дополнительные меры предосторожности при обращении с устойчивыми к антибиотикам бактериями

Дополнительные меры предосторожности используются при уходе за людьми, о которых известно или предполагается, что они инфицированы или колонизированы высокоинфекционными патогенами (микроорганизмами, вызывающими заболевания).

Микроорганизмы могут быть классифицированы как «высокорисковые», если:

  • путь их передачи делает их более заразными — они могут передаваться через контакт или воздушно-капельным путем
  • они вызываются бактериями, устойчивыми к антибиотикам
  • они устойчивы к стандартным процедурам стерилизации.

Дополнительные меры предосторожности адаптированы к конкретному патогену и пути передачи. Дополнительные меры предосторожности могут включать:

  • использование отдельной комнаты с ванными комнатами или специального туалета
  • специальное оборудование для ухода за этим человеком
  • ограничение передвижения человека и его медицинских работников.

Бактерии, устойчивые к антибиотикам, также могут передаваться от человека к человеку внутри сообщества. Это становится все более распространенным явлением.

Способы предотвращения передачи микроорганизмов, в том числе устойчивых к антибиотикам бактерий, включают:

  • Мыть руки до и после обработки пищи, посещения туалета и смены подгузников.
  • Прикрывайте нос и рот при кашле и чихании.
  • Используйте салфетки, чтобы высморкаться или вытереть нос.
  • Утилизируйте салфетки надлежащим образом — в мусор или в туалет.
  • Не плевать.
  • Оставайтесь дома, если вы нездоровы и не можете справиться с повседневными обязанностями.
  • Не отправляйте детей в детский сад, в детский сад или школу, если они нездоровы.
  • Если вам прописали антибиотики, пройдите весь курс — не прекращайте, потому что вы чувствуете себя лучше.
  • Если вы продолжаете чувствовать себя плохо, вернитесь к врачу.
  • Избегайте использования продуктов, в которых рекламируется, что они содержат антибиотики, являются антибактериальными или противомикробными, если это не рекомендовано вашим лечащим врачом.

Куда обратиться за помощью

  • Ваш врач
  • Фармацевт
  • Общественный поликлиник

Устойчивость бактерий к антибиотикам — тестирование.com

Устойчивость к антибиотикам. ReAct. Доступно в Интернете по адресу https://www.group.org/toolbox/understand/antibiotic-resistance/health-care-associated-infections-and-resistance/. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(редакция апрель 2011 г.). Факты об устойчивости к антибиотикам. Общество инфекционных болезней Америки. Доступно в Интернете по адресу http://www.idsociety.org/AR_Facts/. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(2013). Угрозы устойчивости к антибиотикам в Соединенных Штатах, 2013. Центры по контролю и профилактике заболеваний.Доступно на сайте https://www.cdc.gov/drugresistance/threat-report-2013/. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(© 2014). Общие сведения: об устойчивости к антибиотикам. Альянс за разумное использование антибиотиков. Доступно в Интернете по адресу http://emerald.tufts.edu/med/apua/about_issue/about_antibioticres.shtml. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(февраль 2014 г.). Остановите распространение супербактерий. Новости NIH в области здравоохранения. Доступно в Интернете по адресу https://newsinhealth.nih.gov/2014/02/stop-spread-superbugs. По состоянию на 30 мая 2018 г.

Вентола, Л.С. (апрель 2015 г.). Кризис устойчивости к антибиотикам, часть 1: причины и угрозы. Аптека и терапия . Доступно в Интернете по адресу https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pm c / article / PMC4378521 /. По состоянию на 30 мая 2018 г.

Вентола, Л.С. (май 2015 г.). Кризис устойчивости к антибиотикам: Часть 2: Стратегии управления и новые агенты. Аптека и терапия . Доступно на сайте https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25987823. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 3 марта 2016 г.).Повышение безопасности здравоохранения. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/vitalsigns/protect-patients/index.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

Deak, D. et al. (6 сентября 2016 г.). Прогресс в борьбе с бактериями с множественной лекарственной устойчивостью? Обзор антибиотиков, одобренных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, 2010–2015 гг. Анналы внутренней медицины. Доступно в Интернете по адресу http://annals.org/aim/article-abstract/2526197/progress-fight-against-multidrug-resistant-bacteria-review-u-s-food.По состоянию на 30 мая 2018 г.

Martens and Demain. (2017). Кризис устойчивости к антибиотикам, с особым вниманием к США Журнал антибиотиков . Доступно на сайте https://www.nature.com/articles/ja201730. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(8 марта 2017 г.). Устойчивость к антибиотикам / противомикробным препаратам, роль CDC. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/drugresistance/cdc_role.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 10 апреля 2017 г.).Национальная стратегия борьбы с устойчивостью к антибиотикам. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/drugresistance/federal-engagement-in-ar/national-strategy/index.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 15 сентября 2017 г.). Устойчивость к антибиотикам в домах престарелых и детских садах. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/healthcommunication/toolstemplates/entertainmented/tips/AntibioticResistance.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 22 декабря 2017 г.). Устойчивость к антибиотикам от фермы к столу. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/foodsafety/challenges/from-farm-to-table.html

(© 2018). Что такое антибиотики и как они действуют? Общество микробиологов. Доступно в Интернете по адресу https://microbiologysociety.org/education-outreach/antibiotics-unearthed/antibiotics-and-antibiotic-resistance/what-are-antibiotics-and-how-do-they-work.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(© 2018). Различные типы антибиотиков и их применение. Omics International. Доступно в Интернете по адресу https://www.omicsonline.org/conferences-list/different-types-of-antibiotics-and-their-applications. По состоянию на 30 мая 2018 г.

Rifai, N. et al. (© 2018). Учебник Тиц по клинической химии и молекулярной диагностике, шестое издание. Устойчивость к противомикробным препаратам и рекомендации по тестированию основных бактериальных патогенов, стр. 173700014 — 173700024. Доступно на сайте https: // expertconsult.inkling.com/read/rifai-tietz-textbook-clinical-chemistry-molecular-diagnost-6e/chapter-75/antimicrobial-resistance-and. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(© 2018). Профилактика инфекций, устойчивых к антибиотикам. NYU Langone Health. Доступно в Интернете по адресу https://nyulangone.org/conditions/antibiotic-resistant-infections/prevention. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 8 января 2018 г.). Борьба с устойчивостью к антибиотикам. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Доступно на сайте https://www.fda.gov/ForConsumers/ConsumerUpdates/ucm092810.htm. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 31 января 2018 г.). Действия США по борьбе с AR. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/drugresistance/us-activities.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(5 февраля 2018 г.). Устойчивость к антибиотикам. Всемирная организация здравоохранения. Доступно в Интернете по адресу http://www.who.int/mediacentre/factsheets/antibiotic-resistance/en/. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(23 февраля 2018 г.). Устойчивые к карбапенемам Enterobacteriaceae в медицинских учреждениях.Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/hai/organisms/cre/index.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(5 марта 2018 г.). Об устойчивости к противомикробным препаратам. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/drugresistance/about.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 30 марта 2018 г.). Сеть лабораторий по устойчивости к антибиотикам (AR). Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/drugresistance/solutions-initiative/ar-lab-networks.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 3 апреля 2018 г.). Сдерживая необычное сопротивление. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/vitalsigns/contain-unusual-resistance/index.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 6 апреля 2018 г.). Гонорея, устойчивая к антибиотикам. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/std/gonorrhea/arg/default.htm. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 25 апреля 2018 г.).Устойчивость к антибиотикам. MedlinePlus. Доступно в Интернете по адресу https://medlineplus.gov/antibioticresistance.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 11 мая 2018 г.). О лабораторных испытаниях и ресурсах AR. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https://www.cdc.gov/drugresistance/laboratories.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

(обновлено 25 мая 2018 г.). Защита пациентов и предотвращение вспышек заболеваний. Центры по контролю и профилактике заболеваний. Доступно в Интернете по адресу https: // www.cdc.gov/drugresistance/protecting_patients.html. По состоянию на 30 мая 2018 г.

MedlinePlus: Антибиотики против бактерий: борьба с резистентностью

Расшифровка стенограммы

MedlinePlus представляет: Антибиотики против бактерий: борьба с резистентностью.

Что, если мы не сможем дать отпор?

Туберкулез. Гонорея. MRSA.

Эти вредные микробы считаются одними из самых опасных организмов на планете сегодня, по мнению Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID).

Все они присоединились к СОПРОТИВЛЕНИЮ.

Это устойчивость к противомикробным препаратам, чтобы прояснить. Такие бактерии быстро приобретают способность препятствовать нашим антибиотикам, в результате чего инфекции становится гораздо труднее лечить. И это большая проблема.

По оценкам CDC, ежегодно более двух миллионов человек в США заболевают инфекциями, устойчивыми к противомикробным препаратам, что приводит как минимум к 23 000 смертей. Беспокойство заключается в том, что другие бактерии могут присоединиться к этой устойчивости быстрее, чем мы сможем разработать решения, или что бактерии станут невосприимчивыми к еще большему количеству антибиотиков, что приведет к практически неизлечимым заболеваниям.

Кто эти бактерии?

Устойчивость к противомикробным препаратам развилась у многих различных видов бактерий, но некоторые вызывают большее беспокойство, чем другие.

Туберкулез, или туберкулез, является убийцей инфекционных заболеваний номер один в мире, унося более полутора миллионов жизней каждый год. ТБ трудно лечить, и некоторые устойчивые штаммы нуждаются в многолетнем ежедневном лечении несколькими лекарствами, включая месяцы болезненных инъекций и серьезных побочных эффектов, которые могут привести к потере слуха у пациентов.

Гонорея вызывает беспокойство, потому что штаммы стали устойчивыми ко всем, кроме некоторых антибиотиков. Это заболевание, передающееся половым путем, может иметь общие гены устойчивости между бактериями, что увеличивает скорость устойчивости.

Золотистый стафилококк, или стафилококк, повсюду: на наших личных вещах, на коже, в носу. Staph обычно не вреден. Но когда это происходит, лечение может быть затруднено, особенно в случае устойчивого к метициллину Staphylococcus aureus или MRSA, который в настоящее время переносится 2% американцев.

Это лишь некоторые из ведущих бактерий по устойчивости. Есть и другие, и их будут еще больше.

Как возникает сопротивление?

Устойчивость возникает быстро из-за чрезмерного и неправильного использования антибиотиков в течение длительного периода времени, например, невыполнения предписанных курсов антибиотиков и использования антибиотиков в сельском хозяйстве для стимулирования роста животных. Бактерии размножаются так быстро, что даже если бы у нас был идеальный антибиотик, резистентность все равно возникла бы.

И каждый раз, когда мы используем антибиотики, есть шанс, что некоторые бактерии выживают из-за изменений в их ДНК. ДНК может кодировать преимущества выживания, такие как:

Изменение поверхности бактериальных клеток, предотвращение прикрепления или попадания антибиотиков.

Создание насосов, которые выплевывают антибиотики до того, как они начнут работать.

Или создание ферментов, которые «нейтрализуют» антибиотики.

Антибиотики убивают большинство бактерий, включая полезные бактерии в нашем организме.

Но бактерии с преимуществами могут выжить и размножаться.

Резистентные бактерии могут передавать изменения ДНК своему потомству, а иногда даже друг другу, создавая новые штаммы устойчивых к антибиотикам бактерий.

Что вы можете сделать, чтобы бороться с сопротивлением?

Использование меньшего количества антибиотиков в обществе может помочь предотвратить резистентность, сэкономив антибиотики на тот момент, когда они наиболее подходят.

Первым шагом является предотвращение потребности в антибиотиках путем предотвращения инфекций, например, путем мытья рук, иммунизации и безопасного приготовления пищи.

Правильное использование антибиотиков также помогает, например, прохождение предписанных курсов антибиотиков, направленных на то, чтобы не оставлять бактерии и дать им шанс стать устойчивыми. Пропущенные дозы антибиотиков могут улучшить среду для размножения устойчивых бактерий и вызвать устойчивую инфекцию.

Сопоставляя определенные антибиотики с бактериями, вызывающими инфекции, медицинские работники могут бороться с устойчивостью к противомикробным препаратам, уменьшая количество и силу антибиотиков, принимаемых пациентами.Следует позаботиться о том, чтобы инфекции еще не были устойчивы к антибиотикам! Также не следует назначать антибиотики при вирусных инфекциях, таких как простуда или грипп, потому что антибиотики не действуют на вирусы.

Исследования в NIAID

NIAID изучает способы борьбы с проблемой устойчивости к противомикробным препаратам. Изучаются многие возможности, в том числе поиск новых антибиотиков, которые выявляют слабые места в жизненном цикле бактерий, поиск способов усиления иммунной системы для борьбы с бактериальными инфекциями, создание бактериальных сообществ, которые заглушают воздействие инфекционных бактерий, с использованием специальных вирусов, нацеленных на и убивают инфекционные бактерии, а также улучшают диагностические тесты, чтобы лучше воздействовать на бактерии с помощью наиболее подходящих антибиотиков.

При наличии надлежащей практики общественного здравоохранения и передовых исследований мы, возможно, сможем не отставать от резистентности и инфекционных заболеваний в целом, но нам всем нужно работать вместе, чтобы оставаться на шаг впереди.

Узнайте о конкретных последних исследованиях и историях на medlineplus.gov и в журнале NIH MedlinePlus, medlineplus.gov/magazine, а также узнайте больше об исследованиях NIAID на niaid.nih.gov.

Инновационные инструменты нацелены на устойчивые к антибиотикам микробы

Маха Фархат в 2007 году несколько месяцев ухаживал за пациентами в больнице в Дурбане, Южная Африка.Многие были инфицированы ВИЧ. Но инфекция, охватившая разум тогдашнего ординатора и ее пациентов, была вызвана не вирусом, а бактерией: Mycobacterium tuberculosis , патогеном, вызывающим туберкулез. В частности, ее беспокоили штаммы, устойчивые к обычным антибиотикам.

Хотя люди с ослабленным иммунитетом особенно восприимчивы к туберкулезу, эта инфекция характерна не только для людей с ВИЧ: заявлено M. tuberculosis 1.4 миллиона жизней во всем мире в 2019 году, 208000 из которых были ВИЧ-инфицированы. «Туберкулез ненадолго вытеснил COVID-19, но он по-прежнему остается главным убийцей инфекционных заболеваний в мире», — говорит Фархат, ныне врач и биоинформатик Гарвардского университета в Бостоне, штат Массачусетс. Лекарственно-устойчивые формы туберкулеза являются одним из основных факторов, вызывающих эту проблему.

Лекарственно-устойчивые патогены всех типов спровоцировали кризис устойчивости к антибиотикам, который угрожает общественному здоровью, сельскому хозяйству, животноводству и многому другому.Но обнаружить эти штаммы и определить эффективные методы лечения непросто. Лаборатории, оборудованные для работы с особенно инфекционными патогенами, такими как M. tuberculosis , могут быть труднодоступными в странах с ограниченными ресурсами, а инструменты для тестирования лекарственной чувствительности могут занять несколько дней, чтобы получить результаты. Во многих случаях врачи проверяют резистентность только после того, как один или несколько стандартных антибиотиков не действуют. Во время ожидания пациенты могут начать ненужный или неэффективный курс антибиотиков или покинуть клинику без лечения.

Фархат и другие исследователи обращаются к таким инструментам, как атомно-силовая микроскопия, геномика и машинное обучение, для создания диагностических тестов, которые, как они надеются, дадут результаты в считанные минуты, сводя к минимуму использование неправильных или ненужных рецептов. «Повышение скорости — наиболее важный шаг вперед», — говорит клинический микробиолог Евгений Иделевич из Университетского медицинского центра Грайфсвальда в Германии.

Измерение роста

Золотой стандартный метод оценки лекарственной чувствительности микробов, известный как дисковый диффузионный тест, появился в 1889 году.Исследователи культивируют бактерии на чашке с агаром, затем помещают крошечные бумажные диски с лекарствами на растущие клетки; зоны вокруг дисков становятся прозрачными, если лекарство убивает бактерии или останавливает их рост, указывая на то, что микробы восприимчивы к лекарству.

Компании автоматизировали тот же принцип в приборах для тестирования чувствительности к противомикробным препаратам, таких как BD Phoenix от BD Biosciences, штаб-квартира которой находится в Нью-Джерси, и VITEK 2 от компании bioMérieux, расположенной в Марси-л’Этуаль, Франция.Эти системы засевают бактерии в жидких культурах с помощью антибиотиков и ищут оптические изменения, указывающие на рост или гибель бактерий. Тесты обычно требуют от 4 до 8 часов, хотя получение результатов может занять день или больше, поскольку клиницисты должны отправить образцы в лаборатории клинической микробиологии 1 .

Но исследователи также используют анализы, которые чаще связаны с физическими науками, чем с микробиологическими лабораториями.

В 2018 году, например, Иделевич разработал миниатюрную версию теста на жидкую культуру, основанную на MALDI-TOF, методе масс-спектрометрии, использующем лазерно-индуцированную ионизацию и длинную «пролетную трубку», через которую проходят ионы. идентифицируют молекулы на основе их массы и заряда.Иделевич и его коллеги поместили микрокапли культур двух патогенов — Pseudomonas aeruginosa и Klebsiella pneumoniae — непосредственно на твердую матрицу-носитель, используемую для MALDI-TOF, и инкубировали каждую каплю с различным лекарственным средством. Затем они обработали образец с помощью системы, специально разработанной для идентификации бактерий: MALDI Biotyper от Bruker Daltonik. Интенсивность характерных спектральных пиков указывает на то, были ли культуры чувствительны или устойчивы к антибиотику 2 .

В 2013 году Джованни Лонго из Национального исследовательского совета Италии в Риме и его коллеги обнаружили, что когда они связали патогенную кишечную палочку Escherichia coli с миниатюрными структурами, похожими на трамплин, называемые кантилеверами, и подвергли их воздействию антибиотиков, кантилевер покачнулся. вверх и вниз из-за небольших движений прикрепленных живых бактерий. Движения прекращались, если микробы были восприимчивы к антибиотикам. Движение было видно под атомно-силовым микроскопом в течение нескольких минут — задолго до репликации микробов — это означает, что тест может идентифицировать живые бактерии намного быстрее, чем это возможно с помощью анализа, который ищет рост бактерий 3 .

Рэйчел МакКендри, исследователь нанотехнологий из Университетского колледжа Лондона, и ее тогдашняя аспирантка Изабель Беннетт хотели применить этот подход в клинике. Но легче сказать, чем сделать, прикрепить бактерии к кантилеверам длиной 200 микрометров в чашке Петри. «Лишь к части кантилеверов могут быть прикреплены бактерии, а иногда они бывают либо комковатыми, либо прикрепленными слишком мало», — говорит Беннетт.

Когда она работала с командой Лонго над тонкой настройкой процесса, Беннетт обнаружила большие различия в отраженном свете, что позволило предположить, что подобные движения бактерий могут быть обнаружены, даже когда микробы не были привязаны к кантилеверам.Итак, команда сменила тактику: они изменили настройку, чтобы отслеживать бактерии, когда они плавают по поверхности структур. Они изготовили кантилеверы из твердого отражающего материала и разработали программное обеспечение для анализа движения бактерий, так чтобы показания были пропорциональны количеству бактерий в растворе 4 . «Этот обманчиво простой сигнал оказался действительно хорошим способом определения сопротивления по сравнению с существующими методами», — говорит МакКендри.

Хотя система еще не поступила в продажу, она может быть адаптирована и расширена для клинического использования, предполагает Беннетт.Отражающие поверхности можно превратить во вставки, помещенные в обычно используемые микротитровальные планшеты, а атомно-силовой микроскоп можно заменить оптическим считывателем DVD-плеера для захвата сигнала. «Потенциально это может быть очень простая и недорогая установка», — говорит она.

Физик Камил Экинчи из Бостонского университета в Массачусетсе ищет другой способ определения устойчивости бактерий к антибиотикам: электрический ток. Его команда поместила образец мочи с добавлением K. pneumoniae , частой причины инфекций мочевыводящих путей, непосредственно в единственный канал микрожидкостного устройства с антибиотиком и отследила электрическую проводимость по каналу 5 .«Если бактерии разрастаются и закупоривают канал, они создают большее электрическое сопротивление», — говорит Экинчи. «По сути, мы преобразуем рост бактерий в электрический сигнал».

Преимущество, добавляет Экинчи, состоит в том, что электрический сигнал легче усилить и визуализировать, чем изображения, полученные при микроскопии. «В принципе, наш метод может обнаружить одно бактериальное деление», — говорит он, хотя добавляет, что этот метод может работать не для всех бактерий, особенно для медленно растущих патогенов, таких как M.Туберкулез .

Измерение молекулярных маркеров

Тесты, основанные на росте бактерий, просты, дешевы и неспецифичны: один тест работает с широким спектром патогенов. Но поскольку результаты тестов зависят от условий роста и правильной концентрации антибиотиков, «все остальное является недостатком», — говорит Сюзанна Хойсслер, изучающая медицинскую микробиологию в Rigshospitalet в Копенгагене.

В качестве альтернативы Хойсслер и другие обращаются к геномике в поисках ключей к разгадке устойчивости к лекарствам.По словам эпидемиолога Софии Ку из Гарвардского университета, это «независимое от культуры тестирование» — это следующий большой сдвиг в этой области.

Опора на гены, которые явно связаны с механизмами устойчивости к антибиотикам, — идеальный путь к более быстрой диагностике, поскольку не требует длительных периодов инкубации бактерий, говорит исследователь инфекционных заболеваний Гэри Школьник из Стэнфордского университета в Калифорнии. Но важно знать, какие последовательности в бактериальном геноме важны для устойчивости к лекарствам, — говорит Томас Грис, клинический микробиолог из клиники Мэйо в Фениксе, штат Аризона.«Если вы этого не сделаете, вы легко можете пропустить новый механизм или обнаружить фрагмент гена, который на самом деле не вызывает устойчивости».

Диско-диффузионный тест — распространенный способ определить, насколько эффективен антибиотик Фото: Больницы Донкастера и Бассетлоу / SPL

Школьник также является главным врачом Visby Medical, калифорнийского стартапа, который выиграл 19 миллионов долларов США в 2020 году в рамках задачи диагностики устойчивости к противомикробным препаратам, спонсируемой Национальными институтами здравоохранения США и Министерством здравоохранения и социальных служб США. ‘Управление перспективных биомедицинских исследований и разработок.

Тест компании представляет собой одноразовый диагностический тест в месте оказания медицинской помощи, который проводится с использованием простого портативного устройства для выявления лекарственной устойчивости возбудителей, передающихся половым путем, таких как Neisseria gonorrhoeae . Анализ фокусируется на мутациях, которые придают устойчивость к ципрофлоксацину, широко используемому пероральному антибиотику при гонококковых инфекциях. Мутации в гене, кодирующем фермент гиразу А, определяют разницу между штаммами Neisseria , которые устойчивы или чувствительны к ципрофлоксацину.

Тесты на основе ПЦР для обнаружения таких вариантов имеют ограниченное применение в клиниках из-за необходимости инструментов, реагентов и технических специалистов, обученных проводить реакции. Диагностика Visby обходит эти ограничения, сводя анализ к простому изменению цвета. Амплифицированные фрагменты перетекают в камеру устройства, которая содержит зонды захвата для каждого варианта гена. Связывание приводит к изменению цвета, которое отражает, является ли штамм чувствительным или устойчивым к ципрофлоксацину 6 .

Другие продолжают исследовать полногеномное секвенирование, чтобы охватить спектр вариантов, придающих устойчивость. Но разработка недорогих и быстрых тестов на основе такой информации остается проблемой. «Речь идет не только о наличии гена устойчивости, но и о его экспрессии, — говорит Николь Уиллер, специалист по данным из Университета Бирмингема, Великобритания, которая изучает подходы машинного обучения к геномике. «Чем больше транскриптомных и протеомных данных мы собираем, тем больше у нас шансов улучшить нашу способность прогнозировать резистентность», — говорит Уиллер.

Методы, основанные исключительно на секвенировании генома, хорошо работают для некоторых патогенов, таких как Salmonella enterica , но мутации в нескольких регуляторных генах могут изменять характер экспрессии генов (и, следовательно, устойчивость) у других, включая P. aeruginosa . «В принципе, все данные транскриптома находятся в геноме», — говорит Хойсслер. «Но иногда проще посмотреть на транскриптом, чем искать все возможные мутации, которые изменяют экспрессию генов».

В 2014 году, например, Чикара Фурусава, биоинженер из RIKEN в Осаке, Япония, изучила лабораторные штаммы E.coli , адаптирующийся к росту в присутствии различных антибиотиков, и обнаружил, что он может использовать изменения в экспрессии генов для прогнозирования устойчивости более точно, чем он мог бы с самими последовательностями геномной ДНК 7 . «Корреляция между экспрессией генов и устойчивостью была значительно выше, чем корреляция между устойчивостью и геномными маркерами», — говорит Фурусава.

Прогнозирование устойчивости к антибиотикам

В своей работе Хойсслер и ее коллеги отточили сочетание геномных и транскриптомных маркеров в качестве лучшей «сигнатуры» для прогнозирования устойчивости к антибиотикам у P.aeruginosa 8 .

Но чтобы улучшить свою модель, они обратились к машинному обучению. Вместо простого выявления мутаций, вызывающих устойчивость, они использовали свои алгоритмы для определения сигнатуры вариаций ДНК и РНК, которые предсказывали устойчивость штамма к антибиотикам 8 . Алгоритм помогает идентифицировать только ключевые черты — он не будет частью возможного диагностического теста, говорит Хойсслер. Тем не менее, такие подходы могут решить проблему захвата всех комбинаций «насекомое-лекарство» только через геном, — говорит Уиллер.

Вместо того, чтобы просто информировать врачей о текущем профиле резистентности патогена, эти алгоритмы могут также выявить, какие механизмы устойчивости к антибиотикам у штамма могут развиться в ответ на лечение. Тем не менее, «решить, следует ли доверять алгоритму или нет, — непросто», — говорит Уилер. «Это черные ящики. Даже если у вас есть весь код и все данные, вы не обязательно знаете, что заставляет модель утверждать, что образец A, например, устойчив к азитромицину ».

Еще одна проблема, над решением которой работают разработчики, — это переобучение, говорит Уилер: алгоритм может «запомнить множество неважных характеристик» данных, вместо того, чтобы научиться находить истинные корреляции.Поскольку последовательности бактериальных генов могут быть очень похожими, инструменты машинного обучения могут чрезмерно упростить проблему и сделать неправильные выводы. Уиллер сравнивает эту проблему с поиском ошибочных изображений: алгоритм, обученный на множестве изображений сельскохозяйственных животных в полях, может идентифицировать фотографию открытого пространства как овцу. Бактерии часто передают друг другу гены устойчивости к антибиотикам на небольших кольцевых участках ДНК, которые не являются частью их геномов. «Но поскольку остальная часть генома такая же, алгоритм может сказать, что штамм все еще чувствителен», — говорит она.«Что мы действительно хотим от этих моделей, так это чтобы они узнали биологию устойчивости».

Учитывая ограничения, связанные с изучением и тестированием туберкулеза, Фархат применил подход машинного обучения, в котором для прогнозирования используются последовательности всего генома. В апреле она и ее коллеги описали сетевой инструмент под названием GenTB, который может прогнозировать устойчивость к нескольким противотуберкулезным препаратам 9 . Производительность инструмента зависит от качества входных данных о последовательности и рассматриваемого препарата.В то время как одна распространенная мутация отвечает за до 80% устойчивости к препаратам первого ряда, используемым для лечения туберкулеза, несколько редких вариантов дают небольшое повышение устойчивости к препаратам второго ряда, говорит Фархат. «Иногда сопротивление можно увидеть только при наличии нескольких таких мутаций».

Работа в процессе

Какой бы подход они ни использовали, исследователи сталкиваются с одной и той же фундаментальной проблемой: разработать диагностику, которая значительно улучшит характеристики существующих устройств. По словам Гриса, текущие тесты уже могут вернуть результаты врачам менее чем за 24 часа за доллар или два за тест.«Вопрос не в том, хорош ли тест», — говорит он. «Вопрос в том, что это лучше, чем то, что есть сейчас? Важно установить траекторию, которая поможет нам достичь целей ».

Некоторые разрабатываемые тесты ограничены типами образцов, которые они могут обрабатывать, или бактериями или антибиотиками, которые они могут тестировать. В настоящее время диагностика Visby ограничивается, например, гонококковыми инфекциями, а микрофлюидное устройство Ekinci требует образцов мочи и не может справиться с инфекциями, вызванными более чем одним видом бактерий.Другие, для которых требуются современные микроскопы или спектрометрия, такие как кантилеверы, должны быть адаптированы, прежде чем их смогут использовать неспециалисты, работающие в клиниках с ограниченными ресурсами по всему миру. Поскольку многие из этих подходов тестируют одного или двух микробов против небольшого количества лекарств, они покорили лишь «верхушку айсберга», — говорит Алекс ван Белкум, директор по микробиологическим исследованиям компании bioMérieux. «Между этими технологиями и автоматизированными системами определения чувствительности к антибиотикам, которые в настоящее время используются в лабораториях, все еще существует большой разрыв.

Как и в случае пандемии COVID-19, во время которой экспресс-тесты оказались критически важными для обнаружения и остановки распространения вируса, недорогая диагностика на месте имеет важное значение для сокращения злоупотребления антибиотиками, — говорит Маккендри. «Устойчивость к противомикробным препаратам — очень сложная проблема, и новые тесты — лишь часть решения».

Устойчивость к противомикробным и антибиотикам | CIDRAP

Что такое устойчивость к противомикробным препаратам?
Устойчивость к противомикробным препаратам относится к способности микробов (бактерий, вирусов, простейших и грибов) сохраняться в организме или окружающей среде после воздействия антимикробного агента.Устойчивость к противомикробным препаратам возникает естественным образом в результате постоянных генетических мутаций микробов. Воздействие противомикробных препаратов, особенно ненадлежащее использование таких препаратов, может повысить риск того, что существующие методы лечения станут неэффективными из-за оказания избирательного давления, которое устраняет чувствительные к лекарствам микробы и позволяет тем, которые устойчивы к лекарствам, выжить и потенциально процветать.

Что такое устойчивость к антибиотикам?
Устойчивость к антибиотикам возникает, когда бактерии мутируют после воздействия антибиотика, используемого для предотвращения или лечения бактериальной инфекции.Резистентные бактерии вызывают инфекции, которые труднее лечить, чем инфекции, чувствительные к антибиотикам, что повышает риск неэффективности лечения или передачи заболевания. 1

В последние годы устойчивые к антибиотикам бактерии ответственны за такие инфекции, как пневмония, туберкулез, бактериемия и гонорея, которые становится все труднее, а иногда и невозможно лечить, поскольку антибиотики становятся менее эффективными.

По данным Всемирной организации здравоохранения, «Пациенты с инфекциями, вызванными лекарственно-устойчивыми бактериями, подвергаются повышенному риску ухудшения клинических исходов и смерти и потребляют больше ресурсов здравоохранения, чем пациенты, инфицированные неустойчивыми штаммами тех же бактерий.” 2

Связь между антибиотиками и устойчивостью к антибиотикам
В то время как устойчивость бактерий возникает естественным образом, повышение уровня устойчивых к антибиотикам инфекций связано с неправильным или ненужным использованием антибиотиков за счет оказания селективного давления, которое позволяет устойчивым организмам сохраняться. В Соединенных Штатах антибиотики назначают или вводят неправильно до 50% времени в медицинских учреждениях. 3

Использование антибиотиков в сельском хозяйстве в качестве стимуляторов роста или профилактики заболеваний у животных, выращиваемых в пищу, также способствует появлению устойчивых к лекарствам бактерий, таких как Salmonella и Campylobacter , которые встречаются в резервуарах для животных.Устойчивые бактерии могут передаваться от человека к человеку, от животных к человеку или при контакте с загрязненными источниками окружающей среды. 4

По данным Центров США по контролю и профилактике заболеваний (CDC), «Бактерии неизбежно найдут способы противостоять антибиотикам, разработанным людьми, поэтому сейчас необходимы агрессивные действия для предотвращения развития новой резистентности и предотвращения сопротивление, которое уже существует, от распространения ». 3

1. Центры США по контролю и профилактике заболеваний (CDC). Об устойчивости к противомикробным препаратам. 8 сентября 2015 г. [Полный текст]
2. Всемирная организация здравоохранения. Устойчивость к противомикробным препаратам. Обновлено сентябрь 2016 г. [Полный текст]
3. CDC. Угрозы устойчивости к антибиотикам в США, 2013 г. По состоянию на 17 апреля 2017 г. [Полный текст]
4. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Борьба с устойчивостью к антибиотикам. Обновлено 30 марта 2017 г. [Полный текст]

Устойчивость к антибиотикам не новость — она ​​существовала задолго до того, как люди начали использовать лекарства для уничтожения бактерий

Представьте себе мир, в котором ваши шансы выжить после небольшой операции были от одного до трех.Мир, в котором визит к дантисту может обернуться катастрофой. Это мир, в котором родилась ваша прабабушка. И если человечество проиграет борьбу с устойчивостью к антибиотикам, ваши внуки вполне могут вернуться в этот мир.

Антибиотики изменили мир во многих отношениях. Они сделали хирургические операции более безопасными, а роды — более безопасными. Так родилось интенсивное земледелие. На протяжении десятилетий антибиотики эффективно убивали или останавливали рост болезнетворных бактерий. Но всегда было ясно, что это будет тяжелая схватка.Бактерии быстро размножаются, а это значит, что они быстро адаптируются. Возникновение устойчивости к антибиотикам было предсказано не кем иным, как сэром Александром Флемингом, первооткрывателем пенициллина, менее чем через год после того, как первая партия пенициллина была произведена в массовом порядке.

Тем не менее, вопреки распространенному мнению, устойчивость к антибиотикам не развивалась в последнее время или в ответ на использование и неправильное использование антибиотиков у людей и животных. Устойчивость к антибиотикам впервые появилась миллионы лет назад в самых обыденных местах.

Я биоинформатик, и моя лаборатория изучает эволюцию бактериальных геномов. Поскольку устойчивость к антибиотикам становится серьезной угрозой, я пытаюсь выяснить, как возникает устойчивость к антибиотикам и распространяется среди популяций бактерий.

Гонка вооружений, насчитывающая миллиард лет

Большинство антибиотиков естественным образом вырабатываются бактериями, живущими в почве. Они производят эти смертоносные химические соединения, чтобы отбиваться от конкурирующих видов. Тем не менее, в долгой игре эволюции конкурирующие виды вряд ли будут сидеть сложа руки.Любой мутант, способный переносить минимальное количество антибиотика, будет иметь преимущество в выживаемости и будет отбираться на протяжении нескольких поколений, что приведет к появлению организмов с высокой устойчивостью.

Итак, можно сделать вывод, что резистентность к антибиотикам, для любого исследователя антибиотиков, который когда-либо обнаружит, вероятно, уже существует. Тем не менее, люди продолжают говорить об эволюции устойчивости к антибиотикам как о недавнем явлении. Почему?

Устойчивость может развиваться и развивается, когда бактерии постоянно подвергаются воздействию нового антибиотика, с которым они никогда не сталкивались.Назовем это старомодным эволюционным путем. Во-вторых, когда бактерии подвергаются воздействию нового антибиотика и вступают в контакт с бактериями, уже устойчивыми к этому антибиотику, это всего лишь вопрос времени, когда они привыкнут и обмениваются генами. И, что немаловажно, после того, как гены были упакованы для торговли, ими становится все проще и легче делиться. Затем бактерии встречаются с другими бактериями, которые встречаются с другими бактериями, пока одна из них в конечном итоге не встретит вас.

Бактерии могут развить устойчивость к высоким уровням антибиотиков всего за несколько дней.

Рост и падение сульфаниламидных препаратов

При всей своей мощи антибиотики — не единственные вещества, способные эффективно убивать бактерии (не убивая нас). За десять лет до массового производства пенициллина сульфаниламидные препараты стали первым коммерческим антибактериальным средством. Препараты сульфамида действуют, блокируя фермент, называемый DHPS, который необходим для роста и размножения бактерий.

Препараты сульфамида не являются антибиотиками. Их не производит ни один известный организм. Это химиотерапевтические агенты, синтезируемые человеком.Отсутствие естественного производителя означает отсутствие гонки вооружений с давностью миллиард лет и отсутствие пула древних генов устойчивости. Мы ожидаем, что у бактерий будет развиваться устойчивость к сульфамидным препаратам старым добрым способом. И они это сделали.

Всего через несколько лет после их коммерческого внедрения были зарегистрированы первые случаи устойчивости к сульфамидным препаратам. Мутации бактериального фермента DHPS сделали сульфамидные препараты неэффективными. Затем наступила эра пенициллина и антибиотиков. В медицине сульфамидным препаратам отводилась второстепенная роль, но они приобрели популярность как дешевые противомикробные препараты в животноводстве.К 80-м годам XX века устойчивость к сульфамидным препаратам стала широко распространенной во всем мире. Что произошло?

В разногласиях с сопротивлением

Чтобы ответить на этот вопрос, наша исследовательская группа взяла последовательности генов устойчивости к сульфамидным препаратам у болезнетворных бактерий и сравнила их с миллионами «нормальных» версий фермента DHPS у непатогенных бактерий.

Команда определила две большие группы бактерий, у которых были ферменты DHPS, устойчивые к сульфаниламидным препаратам. Изучая их последовательности ДНК, мы смогли показать, что эти резистентные ферменты DHPS присутствовали в этих двух группах бактерий не менее 500 миллионов лет.Тем не менее, сульфамидные препараты были впервые синтезированы в 1910-х годах. Как могло быть сопротивление около 500 миллионов лет назад? И как эти гены устойчивости попали в болезнетворные бактерии, отравляющие больницы по всему миру?

Подсказки, оставленные в последовательностях генов, слишком нечеткие, чтобы дать окончательный ответ на последний вопрос, но мы определенно можем строить предположения. Бактерии, которые, как мы определили, являются носителями этих древних генов устойчивости к сульфамидным препаратам, являются почвенными и пресноводными бактериями, которые процветают в хорошо орошаемых подпочвах ферм.А фермеры добавляли огромное количество сульфамидных препаратов в корм для животных в течение последних 50 лет.

Сублетальные концентрации сульфамидных препаратов в почве — идеальные условия для передачи генов устойчивости от этих древних устойчивых бактериальных популяций к другим бактериям. Достаточно одной удачливой бактерии встретить в недрах одну из этих древних устойчивых бактерий. Они обменивают некоторые гены, одну бактерию на другую, и устойчивость распространяется до тех пор, пока новая устойчивая бактерия в конечном итоге не попадает в запасы грунтовых вод, из которых вы пьете.Вы делаете математику.

Ничего нового под солнцем

Что касается того, почему гены устойчивости к сульфамидным препаратам возникли около 500 миллионов лет назад, есть два правдоподобных объяснения. С одной стороны, возможно, что 500 миллионов лет назад существовала бактерия, которая синтезировала сульфамидные препараты, что могло бы объяснить эволюцию устойчивости. Однако отсутствие остатков такого биосинтетического пути делает это маловероятным.

С другой стороны, устойчивые бактерии могли появиться случайно.Аргумент здесь заключается в том, что существует так много бактерий и такое разнообразие, что велика вероятность, что некоторые из них будут устойчивы ко всему, что придумают ученые. Это отрезвляющая мысль.

Опять же, это уже исходный уровень для антибиотиков. Как и изменение климата, устойчивость к антибиотикам — одна из тех проблем, решение которых всегда остается на расстоянии пары десятилетий. И вполне может быть. Поворотным моментом в дебатах об изменении климата для меня стала статья в New Scientist десятилетней давности.В нем говорилось, что мы должны приложить все возможные усилия для предотвращения изменения климата, особенно в том маловероятном случае, когда оно не было вызвано человеком, потому что это означало бы, что все, что мы можем сделать, — это смягчить природное явление.

Наши исследования указывают на то же направление. Если сопротивление уже существует, разработка лекарств может предложить только временное облегчение. Таким образом, задача состоит не в том, чтобы подавить сопротивление, а в том, чтобы избежать его распространения. Это большая проблема, но не непреодолимая. Для начала было бы неплохо не кормить свиней чудодейственными лекарствами.

Антибиотики и устойчивость к антибиотикам | Mass.gov

Бактерии и вирусы — это микробы, которые могут вызывать инфекции и болезни, но в остальном они очень разные. Большинство бактерий могут жить сами по себе, вне тела. Вирусы могут жить только внутри клеток тела. Большинство бактерий в мире хороши и играют важную роль в природе. Только некоторые бактерии способны вызывать инфекции и болезни. Антибиотики не убивают вирусы, и их нельзя использовать для лечения вирусных заболеваний.

Что такое антибиотики?

Антибиотики — это лекарства, убивающие бактерии, крошечные микробы, вызывающие инфекции и болезни. Антибиотики уже много лет используются для лечения болезней, вызванных бактериями. Многим известен антибиотик пенициллин, открытый в 20-х годах Александром Флемингом. Антибиотики выпускаются в форме таблеток, сиропов, мазей и мазей, а также вводятся в виде инъекций. Антибиотики убивают как хорошие, так и вредные бактерии.

Что такое устойчивость к антибиотикам?

Каждый раз, когда вы принимаете антибиотик, чувствительные к нему бактерии погибают. Другие бактерии не убивают так легко и могут расти и размножаться — они «устойчивы» к антибиотику.

За многие годы некоторые бактерии приобрели устойчивость к антибиотикам, обычно используемым для лечения инфекций, вызываемых этими бактериями. «Устойчивость к антибиотикам» описывает этот процесс. Эти бактерии медленно менялись с течением времени и больше не чувствительны к некоторым антибиотикам.Другими словами, некоторые антибиотики уже не очень эффективны против некоторых инфекций, вызванных резистентными бактериями.

Почему устойчивость к антибиотикам является проблемой?

Для одного пациента с кожной инфекцией или другой бактериальной инфекцией устойчивость к антибиотикам может означать, что прописанные лекарства не работают должным образом. Это может привести к инфекции, которая не заживает так быстро, или к другим осложнениям, таким как дополнительные визиты к врачу, дополнительные анализы и другой рецепт на другой антибиотик.Инфекция может обостриться до того, как будет обнаружена резистентность и будет изменено лечение.

Для всего сообщества и во всем мире устойчивость к антибиотикам является проблемой, потому что многие бактерии, вызывающие инфекции, становятся более устойчивыми к широко используемым методам лечения антибиотиками. Для лечения резистентных бактерий постепенно разрабатываются новые лекарства.

Что вызывает устойчивость к антибиотикам?

Устойчивость к антибиотикам — естественный процесс — более сильные бактерии выживают и размножаются.

К сожалению, проблема устойчивости к антибиотикам усугубляется, когда антибиотики используются неправильно или когда они не нужны. Это может случиться как с животными, так и с людьми. Чрезмерное и неправильное использование антибиотиков может создать условия для развития устойчивых к антибиотикам бактерий. Миллионы курсов лечения антибиотиками назначаются каждый год, когда в них нет необходимости. Чрезмерное употребление антибиотиков у детей вызывает особую озабоченность, поскольку самые высокие показатели употребления антибиотиков наблюдаются среди детей.К счастью, пациенты и врачи могут работать вместе, чтобы снизить устойчивость к антибиотикам.

Когда антибиотики не нужны? Могут ли они действительно злоупотреблять?

Устойчивость к антибиотикам естественна, но возникает быстрее, если антибиотики используются неправильно или чрезмерно. Например, антибиотики не действуют против заболеваний, вызванных вирусами (как упоминалось выше), но иногда их назначают и принимают для лечения вирусных заболеваний. Каждый раз, когда человек принимает антибиотики, чувствительные бактерии погибают, но устойчивые бактерии могут расти и размножаться.Лечение вирусных заболеваний антибиотиками — проблема, поскольку это может привести к развитию устойчивых бактерий.

Как я могу определить, является ли инфекция бактериальной или вирусной?

Это может быть очень сложно. Чтобы быть уверенным, проконсультируйтесь с врачом. В зависимости от симптомов болезни иногда врачи могут быть уверены в причине болезни, не назначая обследования. Например, простуда и грипп — это вирусные заболевания (см. Ниже). Иногда врачу необходимо назначить анализ, чтобы определить, вызвана ли болезнь вирусом или бактериями.

Важно знать, что вызывает болезнь, потому что антибиотики не убивают вирусы, и , а не не следует назначать или принимать для лечения вирусов.

Помните: антибиотики не убивают вирусы!

Что я могу сделать, чтобы предотвратить устойчивость к антибиотикам?
  • Поговорите со своим врачом о резистентности к антибиотикам.
  • Не принимайте , а не антибиотик от вирусной инфекции, такой как простуда, кашель или грипп.Антибиотики следует использовать только для лечения бактериальных инфекций.
  • Примите антибиотик точно так, как вам говорит врач. Не пропускайте дозы. Завершите назначенный курс лечения, даже если чувствуете себя лучше. Если лечение прекращается раньше, некоторые бактерии могут выжить и вызвать повторное инфицирование.
  • Не оставляйте антибиотики на случай следующего заболевания. Выбросьте оставшиеся лекарства после завершения курса лечения.
  • Не требуйте антибиотики, если врач говорит, что они не нужны.
  • Не принимайте назначенные кому-либо антибиотики. Возможно, антибиотик не подходит для вашей болезни. Прием неправильного лекарства может отсрочить правильное лечение и привести к размножению бактерий.
  • Родители, помните, что эти «правила» распространяются на детей, которым прописали антибиотики.

Какие бактериальные инфекции устойчивы к обычным антибиотикам?

Следующие инфекции стали устойчивыми к некоторым распространенным антибиотикам (не поддаются лечению).В результате эти инфекции теперь лечить труднее, чем раньше. Щелкните ссылки, чтобы узнать больше об этих типах инфекций, устойчивых к антибиотикам:

Информация об антибиотиках и дополнительная информация

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.